package com.example.hashtable;

import java.util.Arrays;

/**
 * 给定一个包含 [0, n] 中 n 个数的数组 nums ，找出 [0, n] 这个范围内没有出现在数组中的那个数。
 * 进阶：你能否实现线性时间复杂度、仅使用额外常数空间的算法解决此问题?
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：nums = [3,0,1]
 * 输出：2
 * 解释：n = 3，因为有 3 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,3] 内。2 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。
 * <p>
 * 示例 2：
 * 输入：nums = [0,1]
 * 输出：2
 * 解释：n = 2，因为有 2 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,2] 内。2 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。
 * <p>
 * 示例 3：
 * 输入：nums = [9,6,4,2,3,5,7,0,1]
 * 输出：8
 * 解释：n = 9，因为有 9 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,9] 内。8 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。
 * <p>
 * 示例 4：
 * 输入：nums = [0]
 * 输出：1
 * 解释：n = 1，因为有 1 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,1] 内。1 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。
 * <p>
 * 提示：
 * n == nums.length
 * 1 <= n <= 104
 * 0 <= nums[i] <= n
 * nums 中的所有数字都 独一无二
 */
public class Leetcode268_MissingNumber {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums;
//        nums = new int[]{3, 0, 1};
//        nums = new int[]{9, 6, 4, 2, 3, 5, 7, 0, 1};
        nums = new int[]{0, 1};

        System.out.println(new Solution().missingNumber(nums));

    }

    static class Solution {
        public int missingNumber(int[] nums) {
            return missingNumber3(nums);
        }

        /**
         * 解法三:hash表
         * 初始化一个hash表用于存储原数组每个元素的索引位置
         * 然后从0到n查找遇到没有位置索引的数就返回该数
         * @param nums
         * @return
         */
        public int missingNumber3(int[] nums) {
            int[] indexHash = new int[nums.length + 1];
            for (int i = 0; i < indexHash.length; i++) {
                indexHash[i] = -1;
            }
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                indexHash[nums[i]] = i;
            }

            int res = 0;
            for (int i = 0; i < indexHash.length; i++) {
                if (indexHash[i] == -1) {
                    res = i;
                    break;
                }
            }
            return res;
        }

        /**
         * 解法二:数学法
         * 用 1到n的和减去数组所有元素之和返回即可
         * @param nums
         * @return
         */
        public int missingNumber2(int[] nums) {
            int numSum = 0;
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                numSum  += nums[i];
            }
            int nSum = nums.length * (nums.length + 1) / 2;
            return nSum - numSum ;
        }

        /**
         * 解法一:暴力法
         * 先排序然后逐个遍历
         *
         * @param nums
         * @return
         */
        public int missingNumber1(int[] nums) {
            Arrays.sort(nums);
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
                if (nums[i] != i) {
                    return i;
                }
            }
            return nums.length;
        }
    }
}
